一、交流穩壓電源分類和特點
能夠提供一個穩定的交流電壓和頻率的電源稱為交流穩壓電源,市面上的交流穩壓電源大致分為以下幾種:
1.參數調整(諧振)型
這類穩壓電源,穩壓的基本原理是 LC 串聯諧振,早期出現的含有磁飽和型穩壓器的穩壓電源就屬于這一類。它的優點是結構簡單,所需元器件較少,穩壓范圍相當寬,可靠性高,抗干擾和抗過載能力強。缺點是能耗大、噪聲大、笨重且造價高。
2.自耦(變比)調整型
機械調壓型
以伺服電機帶動炭刷在自耦變壓器的的繞組滑動面上移動,改變輸出電壓(Vo)對輸入電壓(Vi)的比值,以實現穩壓電源輸出電壓的調整和穩定。它的特點是結構簡單,造價低,輸出波形失真小。但由于炭刷滑動,接點易產生電火花,造成電刷損壞以至燒毀而失效,且電壓調整速度慢。
改變抽頭型
將自耦變壓器做成多個固定抽頭,通過繼電器或可控硅(固態繼電器)做為開關器控件,自動改變抽頭位置,從而實現輸出電壓的穩定。這種類型的穩壓電源,優點是電路簡單,穩壓范圍寬(130V-280V),效率高(≥95%),價格低。缺點是穩壓精度低(±8~10%)工作壽命短,它適用于家庭給空調器供電。
大功率補償型——凈化型穩壓器(含精密型穩壓器)
此種穩壓電源用補償環節實現輸出電壓的穩定,易實現微機控制。它的優點是抗干擾性能好,穩壓精度高(≤±1%)、響應快(40~60ms)、電路簡單、工作可靠。缺點是帶計算機、程控交換機等非線性負載時有低頻振蕩現象;輸入端電流失真度大,源功率因數較低;輸出電壓對輸入電壓有相移。由于具有穩壓,抗干擾,響應速度快,價格適中等優點,應用比較廣泛。
3.開關型交流穩壓電源
它應用于高頻脈寬調制技術,與一般開關電源的區別是它的輸出量必須是與輸入端同上頻、同相的交流電壓。它的輸出電壓波形有準方波、梯型波、正弦波等。市場上的不間斷電源(UPS)抽掉其中的蓄電源和充電器,就是一臺開關型交流穩壓電源。開關型交流穩壓電源的穩壓性好,控制功能強,易于實現智能化,是非常具有前途的交流穩壓電源。但因其電路復雜,價格較高,所以推廣較慢。
二、直流穩壓電源分類和特點
直流穩壓電源按習慣可分為化學電源、線性穩壓電源和開關型穩壓電源,下面我們將具體介紹這幾類電源。
1.化學電源
我們平常所用的干電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池均屬于化學電源,各有其優缺點。隨著科學技術的發展,又產生了智能化電池;在充電電池材料方面,美國研制人員發現錳的一種碘化物,用它可以制造出便宜、小巧、放電時間長,多次充電后仍保持性能良好的環保型充電電池。
2.線性直流穩壓電源(LPS)
線性直流穩壓電源指調整管工作在線性狀態下的直流穩壓電源。線性直流穩壓電源主要包括工頻變壓器、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路等(如下圖)。線性直流穩壓電源是先將交流電經過變壓器變壓,再經過整流電路整流濾波得到未穩定的直流電壓,要達到高精度的直流電壓,必須經過電壓反饋調整輸出電壓,可以達到很高的穩定度,波紋也很小,而且沒有開關穩壓電源具有的干擾與噪音。但是它的缺點是需要龐大而笨重的變壓器,所需的濾波電容的體積和重量也相當大,而且電壓反饋電路是工作在線性狀態,調整管上有一定的電壓降,在輸出較大工作電流時,致使調整管的功耗太大,轉換效 率低,還要安裝很大的散熱片。
3.開關型直流穩壓電源
開關型直流穩壓電源是利用現代電力電子技術,控制開關晶體管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源。它的電路形式主要有單端反激式,單端正激式、半橋式、推挽式和全橋式等?;镜拈_關型直流穩壓電源主要包括輸入電網濾波器、輸入整流濾波器、逆變器、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路(如下圖)。開關型直流穩壓電源的優點是體積小,重量輕,穩定可靠。缺點相對于線性直流穩壓電源的紋波較大(一般≤1%VP-P)。下面分類介紹幾種開關型直流穩壓電源:
AC/DC 電源
該類型電源也稱一次電源,它自電網取得能量,經過高壓整流濾波得到一個直流高壓, 供 DC/DC 變換器在輸出端獲得一個或幾個穩定的直流電壓,功率從幾瓦~幾千瓦均有產品, 用于不同場合。
DC/DC 電源
在通信系統中也稱二次電源,它是由一次電源或直流電池組提供一個直流輸入電壓,經 DC/DC 變換以后在輸出端獲得一個或幾個直流電壓。
通信電源
通信電源其實質上就是 DC/DC 變換器式電源,只是它一般以直流-48V 或-24V 供電, 并用后備電池作 DC 供電備份,將 DC 供電電壓變換成電路工作電壓。一般又分中央供電、 分層供電和單板供電三種,單板供電可靠性最高。
電臺電源
電臺電源輸入 AC220V/110V,輸出 DC13.8V,功率由所供電臺功率而定。為防止 AC 電網斷電影響電臺工作,而需要電池組作為備份,所以此類電源除輸出一個 13.8V 直流電壓 外,還具有對電池充電自動轉換功能。
模塊電源
隨著科學技術飛速發展,對電源可靠性、容量、體積比要求越來越高,模塊電源越來越 顯示其優越性,它工作頻率高、體積小、可靠性高,便于安裝和組合擴容,所以越來越被廣 泛采用。
特種電源
高電壓小電流電源、大電流電源、400Hz 輸入的 AC/DC 電源等,可歸于此類,可根據 特殊需要選用。